空氣電池的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2010年6月25日、中國申請?zhí)枮?01080037651. 8的專利申請 的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及空氣電池。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，便攜式電話及電子郵件終端等便攜式信息設(shè)備的市場在急速擴大。隨著 該些設(shè)備的小型輕量化的發(fā)展，電源也要求小型且輕量?，F(xiàn)在，在該些便攜式設(shè)備中多使用 高能量密度的裡離子二次電池，但進一步要求可得到高容量的電池。
[0004] 將空氣中的氧用作正極活性物質(zhì)的空氣電池不需要將正極活性物質(zhì)內(nèi)藏在電池 中，因而能夠期待高容量化。非專利文獻1中記載了裡/氧有機電解質(zhì)電池。該裡/氧有 機電解質(zhì)電池具備含有Mn〇2及炭黑的正極、由裡構(gòu)成的負極、配置在正極和負極之間的隔 膜、W及含浸在正極、負極和隔膜中的非水電解質(zhì)。
[0005] 專利文獻1提出了在非水電解質(zhì)空氣電池的非水電解質(zhì)中使用疏水性的離子液 體。專利文獻2提出了在非水電解質(zhì)空氣電池的非水電解質(zhì)中應(yīng)用固體電解質(zhì)。
[0006] 另一方面，非專利文獻2指出；根據(jù)采用有機電解質(zhì)的裡-空氣電池，在正極蓄積 固體的反應(yīng)產(chǎn)物即叫0,堵塞正極的細孔，因而有放電反應(yīng)停止的問題點。為了避免此問題 點，非專利文獻2的空氣電池提出了在正極和負極之間配置固體電解質(zhì)作為隔膜，在負極 側(cè)采用有機電解質(zhì)，在正極側(cè)采用水系電解質(zhì)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 [000引專利文獻
[0009] 專利文獻1 ;日本專利第4015916號說明書
[0010] 專利文獻2 ;美國專利申請公開第2009/317724號說明書
[0011] 非專利文獻
[001引非專利文獻1 ; Journal of The Electrochemical Society, 149 (9) A1190-Al 195 Guly 29,2002)
[001引非專利文獻2 ;產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所，"術(shù)乂h y于口厶^才シ電池一新型y于 口厶?空気電池①開発"，2009年7月15日，AT International 2009 Forum(主辦：日經(jīng) Automotive Technology及日經(jīng)Electronics,會場；太平洋橫浜附屬會堂）

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的問題
[0015] 提供耐久性優(yōu)良、可充電、且提高了大電流充放電特性的空氣電池。
[0016] 用于解決問題的手段
[0017] 實施方式的空氣電池包含：
[00化]容器；
[0019] 收納在所述容器內(nèi)的正極；
[0020] 收納在所述容器內(nèi)的負極；
[0021] 保持在所述正極中且含有離子液體的第1非水電解質(zhì)；
[0022] 保持在所述負極中且含有有機溶劑的第2非水電解質(zhì)；
[0023] 配置在所述正極和所述負極之間且具有裡離子傳導(dǎo)性的固體電解質(zhì)層；和
[0024] 設(shè)在所述容器上的用于向所述正極供給氧的孔。
[002引發(fā)明效果
[0026] 能夠提供耐久性優(yōu)良、可充電、且提高了大電流充放電特性的空氣電池。
【附圖說明】
[0027] 圖1是將實施方式的空氣電池沿著厚度方向截斷的剖視圖。
【具體實施方式】
[002引專利文獻1、2及非專利文獻1、2的問題點如下。
[0029] 如非專利文獻1所述，只采用含有有機溶劑的非水電解質(zhì)作為非水電解質(zhì)的空氣 電池在使用狀態(tài)下，即在開放向正極導(dǎo)入氧的空氣孔的狀態(tài)下，受環(huán)境溫度及濕度的影響 較大。在高溫條件下，因有機溶劑從空氣孔揮發(fā)而使電解質(zhì)量減少，結(jié)果使電池壽命縮短。 此外，在高濕度條件下，水分從空氣孔浸入，使負極劣化，結(jié)果使電池壽命縮短。
[0030] 如專利文獻1所述，在非水電解質(zhì)中只采用離子液體時，離子液體因與負極接觸 而要求耐還原性優(yōu)良。作為耐還原性優(yōu)良的離子液體，已知有具有錠陽離子的離子液體，但 與耐還原性差的具有咪挫陽離子的離子液體相比粘度高。因此，在非水電解質(zhì)中只采用具 有錠陽離子的離子液體時，裡離子傳導(dǎo)性劣化，因而大電流放電特性降低。
[0031] 在只采用專利文獻2所述的固體電解質(zhì)作為非水電解質(zhì)的情況下，電流值減小。 在非水電解質(zhì)空氣電池中，在放電時的正極附近，需要連續(xù)產(chǎn)生氧向電解質(zhì)的溶解和與電 極表面的裡離子的反應(yīng)。在只采用固體電解質(zhì)作為非水電解質(zhì)的情況下，因氧向電解質(zhì)的 溶解慢而不能得到充分的電流值。
[0032] 非專利文獻2的空氣電池的放電時的反應(yīng)式如化學(xué)式1所示。
[003引[化學(xué)式U
[0034] 正極 1/2〇2+&0+26" 一 20H"
[0035] 負極化i一 2Li++2e"
[0036] 總反應(yīng)化 1+1/2〇2+&0 一化iOHi
[0037] 通過在正極側(cè)采用水系電解質(zhì)，如化學(xué)式1所示，在正極的放電時反應(yīng)產(chǎn)物為助r 離子。放電反應(yīng)被負極容量及水體積限制，變得不依賴于正極。但是，在放電反應(yīng)時在正極 消耗電解質(zhì)中的水，隨著放電反應(yīng)的進行電解質(zhì)減少，因而電解質(zhì)容易枯竭，不能得到長壽 命。如果為了提高壽命而增加電解質(zhì)量，則體積能量密度降低。此外，如果如非專利文獻2 所示在正極側(cè)采用水系電解質(zhì)，則不能進行電池充電。該是因為，在放電時向正極側(cè)移動過 來的裡W氨氧化裡的形式在水系電解質(zhì)中非可逆地析出。
[003引在實施方式的空氣電池中，使含有離子液體的第1非水電解質(zhì)保持在正極中，同 時使含有有機溶劑的第2非水電解質(zhì)保持在負極中。在正極和負極之間，配置含有具有裡 離子傳導(dǎo)性的材料，且在第1非水電解質(zhì)及第2非水電解質(zhì)中配置不溶解或不溶脹的固體 電解質(zhì)層。由于固體電解質(zhì)層在離子及有機溶劑中不溶解，因此能夠避免在固體電解質(zhì)層 中生成第1非水電解質(zhì)中的離子液體或第2非水電解質(zhì)中的有機溶劑可通過的貫通孔。因 此，負極側(cè)的第2非水電解質(zhì)不會向正極側(cè)移動而從孔揮發(fā)，此外，正極側(cè)的第1非水電解 質(zhì)也不會向負極側(cè)移動而還原分解。此外，由于固體電解質(zhì)層在第1非水電解質(zhì)及第2非水 電解質(zhì)中不溶脹，因而能夠避免下述情況；因離子液體及有機溶劑侵入固體電解質(zhì)層中而 使固體電解質(zhì)層中的具有裡離子傳導(dǎo)性的材